Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время одним из путей интенсификации крупяной промышленности является внедрение безотходных технологий, что предполагает не только повышение степени использования зерна, но и вовлечение в оборот побочных продуктов его переработки с целью получения дополнительной товарной продукции.
Продукты из овса известны с давних пор и в настоящее время заслуженно занимают одно из первых мест среди злаковых культур.
Значительный вклад в решение проблемы рационального использования вторичного сырья крупяных производств внесли такие отечественные ученые, как Гинзбург М.Е., Мельников Е.М., Нечаев А.П., Марков Д.И., Соколов А.Я и др.
Современная технология производства высококачественных продуктов из овса неизбежно сопровождается удалением не только оболочек, но и очень ценных для человека зародыша и периферийных слоев эндосперма.
Поэтому побочный продукт переработки зерна овса - овсяная мучка является ценным сырьем с высоким содержанием белка, жира, пищевых волокон, витаминов, минеральных веществ. В настоящее время овсяная мучка используется в основном на кормовые цели.
Более эффективное использование овсяной мучки возможно лишь при наличии полной информации о ее качественных показателях, химическом составе, биохимических свойствах, рациональных методах утилизации на основе передовых ресурсосберегающих технологий.
Поэтому исследования, направленные на повышение эффективности использования вторичного сырья крупяного производства, являются актуальными.
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка ресурсосберегающей технологии использования вторичного сырья крупяного производства.
Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд взаимосвязанных задач:
провести комплексное исследование химического состава овсяной мучки;
исследовать безопасность овсяной мучки;
исследовать изменение показателей качества и биохимических свойств овсяной мучки при хранении;
разработать способы и оптимальные режимы обработки овсяной мучки с целью повышения ее стойкости при хранении;
исследовать направления рационального использования овсяной мучки;
утвердить нормативную документацию на разработанный ассортимент изделий;
провести клинические исследования;
провести апробацию основных результатов исследований и оценить экономическую эффективность разработанных изделий.
Структурная схема исследований представлена на рисунке 1.
Научная новизна работы. Научно обоснованы и предложены дифференцированные подходы рационального использования потоков овсяной мучки с наибольшим содержанием белка, жира, клетчатки, минеральных веществ и витаминов, позволяющие эффективно применять ее в хлебопекарной, кондитерской, масложировой промышленностях.
Выявлено, что высокая активность ферментов липазы и липоксигеназы овсяной мучки приводит к снижению ее стойкости при хранении, характеризующейся ухудшением органолептических показателей, ростом кислотного числа и суммарных продуктов окисления липидов.
Научно обоснованы и разработаны способы стабилизации качества овсяной мучки при хранении с применением интенсивных методов энергоподвода (ИК-обработка, СВЧ-обработка, экструдирование), наиболее эффективным из которых является СВЧ-обработка.
На основании математической обработки экспериментальных данных получены зависимости, адекватно описывающие влияние продолжительности и температуры ИК- и СВЧ-обработки на рост кислотного числа липидов овсяной мучки при хранении, при оптимальных параметрах которых обеспечиваются стерилизация микрофлоры и наиболее полное сохранение водо- и солерастворимых фракций белков, а также витаминов.
Выявлено наличие пенообразующих свойств у овсяной мучки, обусловленных высоким содержанием альбуминов и пищевых волокон, что позволило разработать научно-обоснованную технологию производства бисквитного полуфабриката.
Разработка ресурсосберегающей технологии использования вторичного
сырья крупяного производства
Комплексное исследование химического состава овсяной мучки
Исследование безопасности овсяной мучки
Исследование изменения показателей качества и биохимических свойств овсяной мучки при хранении
Разработка способов и оптимальных режимов обработки овсяной мучки с целью повышения ее стойкости при хранении
ИК-обработка
Экструдирование
СВЧ-обработка
Исследование направлений рационального использования овсяной мучки
Производство
хлебобулочных
изделий
Производство
мучных кондитерских
изделий
Производство
растительных
масел
Утверждение нормативной документации на разработанный
ассортимент продуктов
Клинические исследования
Апробация основных результатов исследований и их экономическая эффективность
Рисунок 1 - Структурная схема исследований
Выявлена высокая биологическая эффективность липидного комплекса овсяной мучки, заключающаяся в значительном содержании полиненасыщенных жирных кислот <ю-3 и о>6, каротиноидов, токоферолов, стеринов, что позволило научно обосновать возможность получения из нее растительного масла.
Клиническими исследованиями выявлены гипогликемизирующий и гипохолестеринемический эффекты при употреблении хлеба «Золотая нива» и бисквитного полуфабриката «Любимый» с добавлением овсяной мучки, содержащей Р-глюканы и Р-ситостерины, способствующие снижению уровня глюкозы в крови, связыванию и выведению из организма холестерина.
Практическая значимость работы. Разработаны эффективные режимы стабилизации качества овсяной мучки. Показано, что обработка ИК-излучением (тип ламп КГТ 220-1000, плотность лучистого потока 24 кВт/м , скорость нагревания 10 С/мин, продолжительность обработки 5 минут, конечная температура нагревания ПО С) позволяет обеспечить качество овсяной мучки в течение 15 суток, а обработка СВЧ-излучением (частота излучения 2450 МГц, скорость нагревания 0,45 С/с, продолжительность обработки 4 минуты, конечная температура нагревания 108 С) и экструдирование (частота вращения вала 93 об/мин, температура обработки 140 С, влажность овсяной мучки 18-20 %) - в течение 60 суток.
Разработаны технологии и утверждена нормативная документация на производство хлеба «Золотая нива» из пшеничной муки 1 сорта с добавлением овсяной мучки (ТУ 9114-001-05321443-09) и на производство бисквитного полуфабриката «Любимый» из муки пшеничной 1 сорта с добавлением овсяной мучки (ТУ 9136-002-05321443-09).
Новизна предлагаемых технических решений подтверждена патентом РФ на изобретение № 2391003. Обоснована возможность и предложена технология получения растительных масел из овсяной мучки.
Результаты исследований подтверждены опытно-промышленной апробацией на ЗАО «Хлебопродукт №2» (г. Оренбург), на предприятии «Фабрика-кухня от Виктории» (г. Оренбург) и актом, проведенных клинических исследований в ГУЗ «Оренбургская областная клиническая больница №2 (г. Оренбург).
Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены и обсуждены на Международных и Всероссийских научно-практических конференциях и форумах: VI Международная конференция «Торты и пирожные»
(Москва, 2008), V Международная конференция «Масложировой комплекс России: новые аспекты развития» (Москва, 2008), V международная научно-практическая конференция «Пища. Экология. Качество» (Новосибирск, 2008), Международный хлебопекарный форум «Современное хлебопечение» (Москва, 2008), VII международная конференция «Кондитерские изделия XXI века» (Москва, 2009), III Всероссийская заочная научно-практическая конференция «Региональный рынок потребительских товаров: особенности и перспективы развития, качество и безопасность товаров и услуг» (Тюмень, 2009), II Международный хлебопекарный форум «Современное хлебопечение - 2009» (Москва, 2009), Всероссийская конференция с международным участием «Инновационные технологии в пищевой промышленности» (Самара, 2009), Международная научно-практическая конференция «Пищевая промышленность: состояние, проблемы, перспективы» (Оренбург, 2009), II Межвузовская научно-практическая конференция «Новые технологии и инновационные разработки» (Тамбов, 2009), III Международный хлебопекарный форум «Современное хлебопечение - 2010» (Москва, 2010).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 18 работ, 3 статьи в журналах и изданиях, рекомендованных ВАК, 1 патент на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, общих выводов, списка использованных источников литературы и приложений. Основной текст работы изложен на 184 страницах, содержит 21 рисунок и 41 таблицу. Список литературы включает 253 источника российских и зарубежных авторов.
